Релейная защита энергоблока мощностью 220 МВт

В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) для защиты энергоблоков при мощности генератора более 10 Мвт должны быть предусмотрены устройства релейной защиты от следующих видов повреждений и анормальных режимов:
- от замыканий на землю в цепи генераторного напряжения;
- от многофазных коротких замыканий в обмотке статора генератора и на его выводах;
- от межвитковых коротких замыканий в обмотке статора генератора при наличии двух параллельных ветвей;
- от многофазных коротких замыканий в обмотках блочного трансформатора и на его выводах;
- от межвитковых коротких замыканий в обмотках блочного трансформатора;
- от внешних коротких замыканий;
- от перегрузки генератора токами обратной последовательности (при мощности генератора более 30 Мвт);
- от симметричной перегрузки генератора и трансформатора;
- от перегрузки ротора генератора током возбуждения;
- от повышения напряжения (для генераторов мощностью 100 Мвт и более);
- от замыканий на землю в одной точке обмотки возбуждения;
- от замыканий на землю во второй точке обмотки возбуждения (при мощности генераторов менее 250 Мвт);
- от перехода в асинхронный режим при потере возбуждения;
- от понижения уровня масла в баке трансформатора;
- от повреждения изоляции вводов высокого напряжения блочного трансформатора (при напряжении 500 кВ и выше).
Для защиты от различных видов повреждений и анормальных режимов энергоблоков при мощности генератора 160 - 1000 Мвт должны быть предусмотрены следующие устройства релейной защиты:
- продольная дифференциальная защита генератора от многофазных коротких замыканий в обмотке статора и на его выводах;
- поперечная дифференциальная защита от межвитковых коротких замыканий в обмотке статора при наличии двух параллельных ветвей;
- от перехода в асинхронный режим при потере возбуждения;
- дифференциальная защита блочного трансформатора от всех видов коротких замыканий;
- дифференциальная защита ошиновки напряжением 330 - 750 кВ;
- защита от внешних симметричных коротких замыканий;
- защита от несимметричных коротких замыканий с интегральной зависимой характеристикой выдержки времени срабатывания;
- защита от повышения напряжения;
- защита от внешних однофазных коротких замыканий с большим током замыкания;
- защита от перегрузки обмотки статора;
- защита от перегрузки ротора генератора током возбуждения с интегральной зависимой характеристикой выдержки времени срабатывания;
- газовая защита блочного трансформатора;
- защита от замыканий на землю в одной точке обмотки возбуждения;
- защита от замыканий на землю в цепи генераторного напряжения;
- защита от повреждения изоляции вводов высокого напряжения блочного трансформатора (при напряжении 500 кВ и выше).




2. РАСЧЕТ УСТАВОК СРАБАТЫВАНИЯ И РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ПОДКЛЮЧЕНИЯ ВЫБРАННЫХ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ ЭНЕРГОБЛОКА
2.1. Исходные данные для расчета
Энергообъект КЭС
Напряжение связи с системой кВ 330
Количество линий связи с системой Шт 6
Длина линий связи с системой км 200
Второе высокое напряжение объекта кВ 110
Длина линий второго высокого напряжения Км -
Среднее напряжение кВ -
Низкое напряжение кВ -
Количество энергоблоков шт 4
Мощность энергоблоков МВт 220
Напряжение подключения энергоблоков кВ 20
Количество турбогенераторов шт -
Мощность турбогенераторов МВт -
Напряжение турбогенераторов кВ -
Макс. Мощность перетока через трансформаторы связи МВА 120
Мощность короткого замыкания в системе МВА 7800
Вид релейной защиты Дифференциальная, МТЗ, ТО


Рисунок 1. Схема КЭС 330 кВ
2.2 Расчёт параметров схемы замещения
Расчёт параметров схемы замещения и токов короткого замыкания для рассматриваемого примера Индуктивная составляющая сопротивления сети в максимальном режиме, приведённая к стороне высшего напряжения:
(2.1)
Индуктивная составляющая сопротивления сети в минимальном режиме, приведённая к стороне высшего напряжения:
(2.2)
Значение индуктивной составляющей сопротивления трансформатора энергоблока, приведённое к стороне высшего напряжения:
(2.3)
Значение индуктивной составляющей сопротивления трансформатора собственных нужд энергоблока, приведённое к стороне высшего напряжения:
(2.4)
Значение индуктивной составляющей сопротивления генератора энергоблока, приведённое к стороне высшего напряжения:
(2.5)
Номинальное значение первичного тока на стороне высокого напряжения энергоблока 220 кВ:
(2.6)
Для компенсации фазового сдвига за счёт схемы соединения трансформатора схема соединения трансформаторов тока на стороне ВН выбирается - “треугольник”, а на стороне НН и в ответвлении на ТСН - “звезда”.
В соответствии с величинами номинальных значений токов трансформатора со сторон ВН, НН и ТСН на стороне ВН используется встроенный трансформатор тока с коэффициентом трансформации КI ВН = 1000/1 А, на стороне НН - трансформатор тока с коэффициентом трансформации КI НН = 30000/5 А, а на стороне ответвления на ТСН - трансформатор тока с коэффициентом трансформации КI ТСН = 1500/5 А.